第一章 测量技术的基本知识
4、回差(又称变差、滞后误差)
产生的原因:它通常是由于仪表运动系统的摩擦、 间隙、弹性元件的弹性滞后等原因造成的。
5、 分辨率 分辨率反映仪表对输入量微小变化的反应 能力。 模拟仪表的分辨率是指使仪表示值产生可 观察变化对应输入量的最小变化值; 数字仪表的分辨率的定义是使末位数产生 单位变化对应的输入量的变化值。
2、仪表的灵敏度 仪表的灵敏度是指其输出信号的变化值与对 应的输入信号变化值的比值。用数学形式表示, 在某一点处仪表的灵敏度为(有没有单位?)
d S lim x 0 x dx
φ ——仪表的输出信号; x ——仪表的输入信号。 思考:能否用一点处的灵敏度 去衡量整个仪表的灵敏度? 如果不能,如何解决? 平均灵敏度
被检表读数(℃) 0,100,200,300,400,500,600, 700,800,900,1000 标准表读数(℃) 0,99,202,304,398,502,604, 705,800,895,1000
例2: 已知某温度仪表的的测温范围为200~600℃ ,仪表刻度盘上小圆圈内标有1.0数字,试问该仪 表的准确度等级、允许误差各为多少?仪表最大 允许示值误差为多少摄氏度?对上述温度表进行 校验时,在各校验点上的数值如下表所示:
对应的输入量变化值越小,分辨率就越高 。从测量角度看,希望仪表分辨率高些好。
例1: 一块温度表,测量范围0—1000℃,0.5级准
确度,满量程指针总位移为200 mm,对该表检定结 果如下所示。求: (1)各示值的绝对误差及相对误差; (2)仪表的基本误差,该仪表合格否? (3)仪表的平均灵敏度。
仪表整个量程范围内各点示值误差中绝对 值最大的误差称为仪表的基本误差。
基本误差: 在规定的正常工作条件下,
可 用 绝 对 误 差 ( δ b) 和 引 用 误 差 (γ b)两种形式表示。
( 3 )允许误差:按计量部门的规定,仪表厂家 保证某一类仪表的基本误差不超过某个规定的 数值。(容许误差) 可用绝对误差与引用误差两种形式表示, 其符号分别为δ a和γ a。 (4)精确度等级:以引用误差(γ a)的形式表 示的允许误差去掉百分号剩下的数值就称为仪 表的精确度等级(或准确度等级),俗称精度 等级。
仪表示值 标准表示值 200,300,400,500,600 正 200,301,399,498,601 反 200,300,398,497,601 根据校验记录,计算该表的基本误差和变差 ?判断该表是否合格?
仪表的检定 为评定仪表的计量性能(精确度、 灵敏度等),并确定其性能是否合格所 进行的全部工作称为检定,又称校验。 按产生被测量标准量值的方法不同 ,仪表的检定方法可归纳成标准物质法 和示值比较法两种。
测量仪表的主要性能指标
一、仪表的计量性能指标 仪表测量范围 (measurement range): 仪表在保证规 定精确度的前提下所能测量的被测量的区域称为仪 表的测量范围。 仪表的上、下限(up/low limit):在上述相同条件 下仪表所能测量的被测量的最高、最低值分别称为 仪表测量的上限和下限(简称上、下限,又称仪表 的零位(不一定为0)和满量程值)。 仪表的量程( span ):仪表的量程是指测量范围上 限与下限的代数差。
3、线性度 线性度反映仪表的输入一输出特性曲线与选 用的对比直线之间的偏离程度。线性度又称为非 线性误差。 常用的对比直线有三种情况,对应有三种线 性度的表示方式:
1)端基线性度 2)零基线性度 3)最小二乘线性度
(a)端基线性度
(b)零基线性度
(c)最小二乘线性度
mD LD 100 % A 注意:选用的对比直线不同,计算结果不同。 端基:直接连接两端点; 零基:下限值重合,最大正负绝对值相等 思考:线性度数值大点好还是小点好?
(l)标准物质检定法
标准物质是指能提供某一种参数的标准 量值的物质。例如在某种标准条件下,纯金 属的固一液相平衡点(熔点)温度为恒定值 而可作为温度检定的标准量值。用被检定仪 表去测标准物质提供的标准量以确定其性能 的方法就称为标准物质检定法。
(2)示值比较检定法 这种方法是用标准表对被检定仪表进行 检定。被检表和标准表同时测同一被测量, 把标准表的示值当成真值(约定真值),比 较二者的示值以确定被检仪表有关性能指标 ,这就是示值比较检定法。 为保证检定工作的质量,一是要求标准 表的精确度要足够高,一般要求其允许误差 应小于(1 /4~1 /10)被检表的允许误差 ;二是在检定时,应严格保证标准表与被检 表测量的是同一参数值。
1、准确度(accuracy) (1)示值误差: 某一个测量值(示值) 的误差,它反映在该点仪表示值的准确 性,可用三种形式表示。 1)示值的绝对误差 2)Байду номын сангаас值的相对误差 3)示值的引用(折合)误差 示值的绝对误差和示值的相对误差 不能作为仪表的误差。(为什么)
(2) 仪表的基本误差与精确度等级